Environ 25 minutes. Garde une calculatrice et une feuille. Pour un calcul, tape seulement le nombre : l'unité est indiquée dans la question.
Revoir : la fiche d'électricité
aDans quelle unité s'exprime une résistance ?
L'ohm, de symbole Ω. L'ampère est l'unité de l'intensité, le volt celle de la tension.
bAvec quel appareil mesure-t-on une tension ?
Le voltmètre, branché en dérivation, aux bornes du dipôle.
cComment branche-t-on un ampèremètre ?
En série : le courant doit le traverser. C'est le voltmètre qui se branche en dérivation.
dConvertis 250 mA en ampères.
A0,25 A. 1 mA = 0,001 A : on divise par 1 000, la virgule recule de trois rangs.
eConvertis 2,2 kΩ en ohms.
Ω2 200 Ω. 1 kΩ = 1 000 Ω : on multiplie par 1 000.
fLa puissance électrique se note et s'exprime :
La grandeur se note P, son unité est le watt, de symbole W. Ne confonds pas le symbole de la grandeur et celui de l'unité.
aDeux lampes sont en série. La tension est de 4 V aux bornes de la première, 2 V aux bornes de la seconde. Quelle est la tension aux bornes du générateur ?
V6 V. En série, les tensions s'additionnent : U = U1 + U2 = 4 + 2. C'est la loi des mailles.
bDeux lampes sont en dérivation. L'une est traversée par 0,2 A, l'autre par 0,3 A. Quelle est l'intensité du courant qui sort du générateur ?
A0,5 A. En dérivation, l'intensité principale est la somme des intensités des branches : I = 0,2 + 0,3. C'est la loi des nœuds.
cDans un circuit en série, l'intensité du courant :
La même partout. Une lampe ne « consomme » pas le courant : elle convertit de l'énergie. Le courant qui sort du générateur y revient en entier.
dTrois lampes sont branchées en dérivation sur un générateur de 12 V. Quelle est la tension aux bornes de chaque lampe ?
V12 V pour chacune : en dérivation, toutes les branches ont la même tension. C'est pour cela que les appareils d'une maison sont branchés en dérivation.
U = R × I, avec U en volts, R en ohms, I en ampères. Pense à convertir avant de calculer.
aUn résistor de 47 Ω est traversé par un courant de 0,08 A. Calcule la tension à ses bornes.
VU = R × I = 47 × 0,08 = 3,76 V.
bLa tension aux bornes d'un résistor de 100 Ω est de 5 V. Calcule l'intensité du courant qui le traverse.
AI = U ÷ R = 5 ÷ 100 = 0,05 A, soit 50 mA. On isole I en divisant les deux côtés de U = R × I par R.
cUn résistor est traversé par 30 mA sous une tension de 6 V. Calcule sa résistance.
ΩD'abord convertir : 30 mA = 0,03 A. Puis R = U ÷ I = 6 ÷ 0,03 = 200 Ω. Sans la conversion, on trouverait 0,2 Ω, une valeur absurde.
dPour un résistor de 100 Ω traversé par 20 mA, Léa écrit : U = 100 × 20 = 2 000 V. Quelle est son erreur ?
La conversion : I = 0,02 A, donc U = 100 × 0,02 = 2 V. Un résultat de 2 000 V pour un petit résistor doit faire réagir.
eÀ quoi ressemble la caractéristique U en fonction de I d'un résistor ?
Une droite qui passe par l'origine : U et I sont proportionnelles, et le coefficient de proportionnalité est la résistance R.
aPar l'effet Joule, l'énergie électrique est convertie en :
En énergie thermique : le conducteur chauffe. Une lampe à filament chauffe aussi, c'est pour cela qu'elle gaspille de l'énergie.
bQuels appareils se servent de l'effet Joule pour fonctionner ? Coche tout ce qui est juste.
Radiateur, grille-pain et fusible : le fusible chauffe et fond quand le courant est trop fort, ce qui coupe le circuit. Le ventilateur fonctionne avec un moteur ; s'il chauffe, c'est de l'énergie perdue.
cUne lampe fonctionne sous 12 V et est traversée par 2 A. Calcule sa puissance.
WP = U × I = 12 × 2 = 24 W.
dUn radiateur est branché sur le secteur (230 V) et traversé par 5 A. Calcule sa puissance.
WP = 230 × 5 = 1 150 W, soit 1,15 kW.
eUn appareil de 12 W fonctionne sous 6 V. Quelle intensité le traverse ?
AI = P ÷ U = 12 ÷ 6 = 2 A. On isole I comme dans la loi d'Ohm : on divise par U.
fSur une feuille, rédige comme au contrôle : un résistor de 220 Ω est traversé par un courant de 0,05 A. Calcule la tension à ses bornes, puis la puissance qu'il reçoit.
Formule, calcul et unité, à chaque fois ?